初学者
10 分钟

使用VO2630和STM32F031K6在各种高压应用中实现电气隔离

无电击,安全无忧!

OPTO Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

OPTO Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

在各种应用中提供输入和输出电路之间的电气隔离,特别是在高速数据传输和宽温度范围是重要考虑因素的情况下。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Opto Click 基于 Vishay Semiconductors 的双通道高速光耦模块 VO2630,使用 DIP 插座双组合,提供输入源和输出源之间的电气隔离。VO2630 利用高效的输入 LED 与集成的光电二极管检测器,实现高达 10Mbit/s 的数据传输速度,并提供电隔离。检测器具有开漏 NMOS 晶体管输出,相比开集电极肖特基箝位

晶体管输出具有更少的漏电。VO2630 像开关一样连接两个隔离的电路,因此当 LED 停止通电时,光敏装置也停止导电并关闭。它保证了在广泛的温度范围(-40°C 至 +100°C)内具有 AC 和 DC 性能,并能承受 5300Vrms 的隔离电压。光耦的输出连接到  mikroBUS™ 标记为 IN1-IN4 的四个引脚,并路由到

 mikroBUS™ 插座的 INT、CS、RST 和 AN 引脚。此 Click 板™ 可以通过 I/O Level 跳线选择使用 3.3V 或 5V 的逻辑电压水平运行。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这个 Click 板™ 配备了一个库,其中包含易于使用的功能和示例代码,可以用作进一步开发的参考。

OPTO Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Optocoupler Output 4
PA0
AN
Optocoupler Output 3
PA11
RST
Optocoupler Output 2
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Optocoupler Output 1
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

OPTO Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Stepper 22 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含 OPTO Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • opto_check_out1 - 此功能检查 OUT1 引脚的状态。

  • opto_check_out2 - 此功能检查 OUT2 引脚的状态。

  • opto_check_out3 - 此功能检查 OUT3 引脚的状态。

  • opto_check_out4 - 此功能检查 OUT4 引脚的状态。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief OPTO Click example
 * 
 * # Description
 * This application checks the state of selected inputs and prints it.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables GPIO and also starts write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This example demonstrates the use of OPTO Click board by performing
 * the check procedure for selected outputs and displays the results on USART terminal.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "opto.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static opto_t opto;
static log_t logger;
uint8_t sel_output;
uint8_t check_output;
uint8_t cnt;
uint8_t tmp;
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void opto_set_logger( uint8_t sel_out1, uint8_t sel_out2, uint8_t sel_out3, uint8_t sel_out4 )
{
    if ( sel_out1 > 1 )
    {
        sel_out1 = 1;
    }
    if ( sel_out2 > 1 )
    {
        sel_out2 = 1;
    }
    if ( sel_out3 > 1 )
    {
        sel_out3 = 1;
    }
    if ( sel_out4 > 1 )
    {
        sel_out4 = 1;
    }

    sel_output = 0;
    sel_output |= sel_out1;
    sel_output |= sel_out2 << 1;
    sel_output |= sel_out3 << 2;
    sel_output |= sel_out4 << 3;
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    opto_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info(&logger, "---- Application Init ----");

    //  Click initialization.

    opto_cfg_setup( &cfg );
    OPTO_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    opto_init( &opto, &cfg );
    opto_set_logger(1,1,1,1);
}

void application_task ( void )
{
    tmp = 1;

    for( cnt = 0; cnt < 4; cnt++ )
    {
        switch( sel_output & tmp )
        {
            case 0x01 :
            {
                check_output = opto_check_out1( &opto );

                if( check_output == 0 )
                {
                    log_printf( &logger, "OUT1 is low\r\n" );
                }
                else
                {
                    log_printf( &logger, "OUT1 is high\r\n" );
                }
            break;
            }
            case 0x02 :
            {
                check_output = opto_check_out2( &opto );

                if ( check_output == 0 )
                {
                    log_printf( &logger, "OUT2 is low\r\n" );
                }
                else
                {
                    log_printf( &logger, "OUT2 is high\r\n" );
                }
            break;
            }
            case 0x04 :
            {
                check_output = opto_check_out3( &opto );

                if ( check_output == 0 )
                {
                    log_printf( &logger, "OUT3 is low\r\n" );
                }
                else
                {
                    log_printf( &logger, "OUT3 is high\r\n" );
                }
            break;
            }
            case 0x08 :
            {
                check_output = opto_check_out4( &opto );

                if ( check_output == 0 )
                {
                    log_printf( &logger, "OUT4 is low\r\n" );
                }
                else
                {
                    log_printf( &logger, "OUT4 is high\r\n" );
                }
            break;
            }
            default :
            {
            break;
            }
        }

        tmp <<= 1;
    }
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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